DE1438162B2 - DEVICE FOR INDICATING THE LIQUID LEVEL IN A CONTAINER - Google Patents
DEVICE FOR INDICATING THE LIQUID LEVEL IN A CONTAINERInfo
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Description
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det. Dadurch, daß die verstellbare Elektrode des Ab- ist an die Verbindung 16 zwischen der Last 14 unddet. Because the adjustable electrode of the Ab- is at the connection 16 between the load 14 and
gleichkondensators und die den Rotor des Abgleich- der Stromquelle 15 angeschlossen. Die Verbindung 16DC capacitor and connected to the rotor of the adjustment of the current source 15. The connection 16
motors darstellende Wirbelstromscheibe eine Bau- kann geerdet sein.eddy current disk representing motors a construction can be grounded.
einheit bilden, werden Fertigung und Montage weiter Fehlt die Elektrode 11, stellt sich zwischen denForm unit, manufacturing and assembly continue. If the electrode 11 is missing, it is between the
vereinfacht. Die innerhalb der Meßvorrichtung auf- 5 Elektroden 12, 13 eine vorbestimmte Kapazität ein,simplified. The 5 electrodes 12, 13 within the measuring device have a predetermined capacity,
tretende Reibung kann besonders klein gehalten so daß ein bestimmter Strom von der Stromquelle 15occurring friction can be kept particularly small so that a certain current from the power source 15
werden. durch den aus den Elektroden 12, 13 bestehendenwill. by the one consisting of the electrodes 12, 13
Vorzugsweise hat eine erste feststehende Elektrode Kondensator zur Last 14 fließt. Wird die ElektrodePreferably, a first stationary electrode has capacitor flowing to load 14. Will the electrode
eine benachbart der Außenfläche der verstellbaren 11 zwischen die Elektroden 12,13 eingeführt, vermin-one inserted between the electrodes 12, 13 adjacent to the outer surface of the adjustable 11, reduces
Elektrode liegende konkavzylindrische Oberfläche io dert sie die Kapazität zwischen den Elektroden 12, 13.The concave-cylindrical surface lying on the electrode changes the capacitance between the electrodes 12, 13.
und ist mindestens eine weitere feststehende Konden- Dagegen wird die Kapazität zwischen den Elektrodenand there is at least one further fixed condenser. In contrast, the capacitance between the electrodes
satorelektrode vorgesehen, die eine benachbart und 11 und 12 sowie zwischen den Elektroden 11 und 13Satorelectrode is provided, the one adjacent and 11 and 12 and between the electrodes 11 and 13
konzentrisch zu der Innenfläche der verstellbaren erhöht. Die Kapazität zwischen den Elektroden 11,concentric with the inner surface of the adjustable increases. The capacitance between the electrodes 11,
Elektrode liegende, mit der ersten feststehenden 12 liegt parallel zur Stromquelle 15. Die KapazitätElectrode lying with the first stationary 12 lies parallel to the power source 15. The capacitance
Elektrode radial ausgerichtete konvexzylindrische i5 zwischen den Elektroden 11, 13 ist parallel zur LastElectrode radially aligned convex-cylindrical i 5 between electrodes 11, 13 is parallel to the load
Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung auf- 14 geschaltet. Wird daher die Elektrode 11 zwischenSurface of limited angular extent connected to 14. Therefore, the electrode 11 between
weist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß unge- die Elektroden 12, 13 eingeführt, wird der über dieshows. This design has the advantage that the electrodes 12, 13 are not inserted when the electrodes 12, 13 are inserted
achtet einer Änderung der Kapazität des Abgleich- Last 14 fließende Strom vermindert. Die Schaltunga change in the capacitance of the balancing load 14 reduces the current flowing. The circuit
kondensators der Speisestrom der Brückenschaltung hat daher die Eigenschaft, daß der der Stromquellecapacitor the supply current of the bridge circuit therefore has the property that that of the current source
im wesentlichen konstant gehalten werden kann. 20 15 entnommene Strom im wesentlichen konstantcan be kept essentially constant. 20 15 current withdrawn essentially constant
Axiale Bewegungen der verstellbaren Elektrode des bleibt, während der über die Last fließende StromAxial movements of the adjustable electrode of the remains while the current flowing through the load
Abgleichkondensators beeinflussen das Meßergebnis verändert werden kann.Adjusting capacitor affect the measurement result can be changed.
überhaupt nicht, wenn die Axialausdehnung der In F i g. 6 ist die Prinzipschaltung nach F i g. 7 zu ersten feststehenden Elektrode durchweg größer als einer Brückenschaltung ergänzt, die sich insbesondie maximale Axialabmessung der verstellbaren 25 dere für die Messung des Brennstoffvorrates in Flug-Elektrode ist und die feststehende Elektrode ständig zeugen eignet. Ein Kondensator 17 taucht in den an beiden Enden über die verstellbare Elektrode Brennstofftank 18 ein. Der Kondensator 17 liegt in übersteht. Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 19 zwi-not at all if the axial extent of the I n F i g. 6 is the basic circuit according to FIG. 7 to the first fixed electrode is consistently larger than a bridge circuit, which is particularly suitable for the measurement of the fuel supply in flight electrode and the fixed electrode is suitable for constantly generating the maximum axial dimension of the adjustable 25. A capacitor 17 is immersed in the fuel tank 18 at both ends via the adjustable electrode. The capacitor 17 is in protruding. Series with a current limiting resistor 19 between
Zur Begrenzung des Drehwinkels der drehbaren sehen dem Schleifer 20 eines Potentiometers 21 und Elektrode ist vorteilhafterweise ein mit dieser auf 30 dem Eingang 22 eines Servoverstärkers 23, der einen Drehung verbundenes Bauteil vorgesehen, das zwei Servomotor 24 antreibt. Der Servomotor ist mit der radial gerichtete Arme, die in einer zur Drehachse einstellbaren Elektrode 25 eines verstellbaren Konsenkrechten Ebene liegen und zwischen sich einen densators 26 entsprechend dem Kondensator 10 mevorbestimmten Winkel einschließen, sowie einen chanisch verbunden. Der Kondensator 26 besitzt eine dritten radial gerichteten Arm aufweist, der ein 35 auf der einen Seite der Elektrode 25 liegende fest-Signalelement trägt, ist ferner in der Bewegungsbahn stehende Elektrode 27 und zwei auf der anderen der beiden ersten Arme ein fester Anschlag ange- Seite der Elektrode 25 angeordnete feststehende ordnet und ist der dritte Arm derart abgekröpft, daß Elektroden 28, 29. Die Elektrode 27 ist mit dem Einer an dem Anschlag ungehindert vorbeilaufen kann. gang 22 leitend verbunden. Die Elektroden 28, 29To limit the angle of rotation of the rotatable see the wiper 20 of a potentiometer 21 and Electrode is advantageously one with this on 30 the input 22 of a servo amplifier 23, the one Rotation connected component is provided which drives two servo motors 24. The servo motor is with the radially directed arms, which are in an adjustable to the axis of rotation electrode 25 of an adjustable consistency Lie level and between them a capacitor 26 according to the capacitor 10 mevorbestimmten Include angles, as well as a chanically connected. The capacitor 26 has a has third radially directed arm, which is a 35 lying on one side of the electrode 25 fixed-signal element carries, is also in the movement path standing electrode 27 and two on the other the first two arms a fixed stop on the side of the electrode 25 arranged fixed arranges and the third arm is bent so that electrodes 28, 29. The electrode 27 is with the one can pass the stop unhindered. passage 22 conductively connected. The electrodes 28, 29
Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines 40 sind miteinander verbunden und über einen Strom-Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeich- begrenzungswiderstand 30 an das eine Ende der nungen näher erläutert. Es zeigt Wicklung 31 eines Transformators angeschlossen, derThe invention is linked below by means of a 40 and a current exemplary embodiment explained in more detail in connection with the drawing limiting resistor 30 at one end of the openings. It shows winding 31 of a transformer connected to the
F i g. 1 einen teilweise schematischen Längsschnitt als Autotransformator aufgebaut sein kann. Das Po-F i g. 1 can be constructed as a partially schematic longitudinal section as an autotransformer. The Po-
einer Flüssigkeitsstandanzeigevorrichtung nach der tensometer 21 liegt parallel zu einem Teil desa liquid level indicator after the tensometer 21 lies parallel to part of the
Erfindung, 45 anderen Endes der Wicklung 31. Ein weiteres Po-Invention, 45 other end of the winding 31. Another po-
F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der tentiometer 32 ist parallel zu einem mittleren Teil derF i g. FIG. 2 is an exploded view of the tentiometer 32 parallel to a central part of FIG
wesentlichen Teile der Vorrichtung nach F i g. 1, Wicklung 31 geschaltet. Der Schleifer 33 des Poten-essential parts of the device according to FIG. 1, winding 31 switched. The Pot's Grinder 33
F i g. 3 eine Stirnansicht der Skalenfläche der Vor- tiometers 32 ist über einen Strombegrenzungswider-F i g. 3 an end view of the scale surface of the pre-tiometer 32 is via a current limiting resistor
richtung nach Fig. 1, stand 34 und einen kleinen Kondensator 35 mit demdirection of Fig. 1, stood 34 and a small capacitor 35 with the
F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 50 Eingang 22 verbunden. Die Wicklung 31 besitzt Ab-F i g. FIG. 4 shows a section along line 4-4 in FIG. 50 connected input 22. The winding 31 has Ab-
F i g. 1 unmittelbar hinter der Skalenscheibe, griffe 36, 37, die mit einer Wechselstromquelle inF i g. 1 immediately behind the dial, handles 36, 37, which are connected to an AC power source in
F i g. 5 eine schematische Darstellung bestimmter Verbindung stehen. Der Abgriff 37 und die einstell-F i g. 5 is a schematic representation of certain connections. The tap 37 and the setting
Teile nach Fig. 4, bare Elektrode 25 des Kondensators 26 sind geerdet.Parts of Fig. 4, face electrode 25 of capacitor 26 are grounded.
F i g. 6 ein vereinfachtes schematisches Schaltbild Der Servomotor 24 ist mit einem Anzeigegerät 38 me-F i g. 6 a simplified schematic circuit diagram. The servomotor 24 is connected to a display device 38.
der Flüssigkeitsstandanzeigevorrichtung und 55 chanisch gekuppelt.the liquid level indicator and 55 are mechanically coupled.
F i g. 7 ein vereinfachtes Prinzipschaltbild der Vor- Die Ähnlichkeit zwischen der Schaltung nachF i g. 7 a simplified schematic diagram of the pre The similarity between the circuit after
richtung nach der Erfindung. F i g. 7 und dem oberen Teil der Schaltung nachdirection according to the invention. F i g. 7 and the upper part of the circuit
In dem Prinzipschaltbild nach Fig. 7 ist der im Fig. 6 ist offensichtlich. Die Kondensatoren 10 undIn the basic circuit diagram according to FIG. 7, that in FIG. 6 is evident. The capacitors 10 and
folgenden noch näher erläuterte abstimmbare Kon- 26 arbeiten in genau der gleichen Weise. Wenn dieThe following tunable contacts, which will be explained in more detail, work in exactly the same way. If the
densator insgesamt mit 10 bezeichnet. Er weist eine 60 Elektrode 25 zwischen die Elektrode 27 sowie diecapacitor denoted by 10 as a whole. He has a 60 electrode 25 between the electrode 27 and the
verstellbare Elektrode 11 und zwei feststehende Elek- Elektroden 28, 29 eingeschoben wird, nimmt dieadjustable electrode 11 and two fixed elec- trodes 28, 29 is inserted, takes the
troden 12, 13 auf. Die Elektroden 12, 13 liegen in Kapazität zwischen den feststehenden Elektroden zu-tread on 12, 13. The electrodes 12, 13 have a capacity between the stationary electrodes.
Abstand voneinander und sind gegeneinander iso- nehmend ab. Die Elektroden 28, 29 können als eineDistance from one another and are decreasing in relation to one another. The electrodes 28, 29 can be used as a
liert. Die Elektrode 11 kann in den Spalt zwischen Elektrode betrachtet werden, die der Elektrode 12lates. The electrode 11 can be viewed in the gap between the electrodes and the electrode 12
den Elektroden 12, 13 hinein und aus diesem wieder 65 nach F i g. 7 entspricht.the electrodes 12, 13 in and out of this again 65 according to FIG. 7 corresponds.
heraus bewegt werden. Eine Last 14 ist in Reihe mit Der Servomotor 24 ist mit einer nicht veran-be moved out. A load 14 is in series with the servo motor 24 is not connected to a
einer Wechselstromquelle 15 zwischen die Elektroden schaulichten Bezugsfeldquelle versehen, die gegen-an alternating current source 15 between the electrodes is provided with a reference field source which is opposite
12,13 des Kondensators geschaltet. Die Elektrode 11 über dem Ausgang der Brückenschaltung um 90°12.13 of the capacitor switched. The electrode 11 over the output of the bridge circuit by 90 °
1 438 1621 438 162
5 65 6
phasenverschoben ist. Da die Kapazität des Konden- weise aus einer flexiblen Kunststoffunterlage, aulis out of phase. Since the capacity of the condensate is made of a flexible plastic base, aul
sators 17 mit der Änderung des Flüssigkeitspegels deren Oberfläche ein leitender metallischer ÜberzugSators 17 with the change of the liquid level whose surface a conductive metallic coating
oder der Dielektrizitätskonstanten variiert, wird der aufgebracht ist. Auf jeden Fall ist für einen elek-or the dielectric constant varies, which is applied. In any case, for an elec-
Motor 24 so erregt, daß er den als Abgleichkonden- taschen Kontakt zwischen dem metallischen ÜberzugThe motor 24 is excited in such a way that it acts as a balancing condenser pocket contact between the metallic coating
sator wirkenden Kondensator 26 verstellt, bis die 5 oder der wirksamen Oberfläche der Elektrode 65 undSator acting capacitor 26 adjusted until the 5 or the effective surface of the electrode 65 and
: Brücke wieder abgeglichen ist und die Spannung Null der metallischen Scheibe 48 zu sorgen.: Bridge is balanced again and the voltage zero of the metallic disc 48 to ensure.
zwischen dem Eingang 22 und Erde besteht. Das mit Wie am besten aus F i g. 2 hervorgeht, ist das Gedem
Motor verbundene Anzeigegerät 36 kann so ge- häuseteil 58 am einen Ende mit einer Schicht 67 aus
eicht sein, daß es unmittelbar die Brennstoffmenge Isoliermaterial überzogen. Als besonders zweckangibt.
Ist der Tank 18 leer, hat der Kondensator 17 io mäßig hat sich für diesen Zweck eine dünne Platte
eine minimale Kapazität. Der Kondensator 26 weist aus Polyäthylen-Terephthalat-Kunstharz erwiesen.
: ebenfalls eine vorbestimmte minimale Kapazität auf, Auf der isolierenden Schicht 67 befindet sich eine
wenn das Anzeigegerät 38 Null oder leer anzeigt. Mit- feststehende Kondensatorelektrode 68, die eine zylintels
des Potentiometers 21 kann die am Kondensator drische Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung
17 anliegende Spannung so einjustiert werden, daß 15 aufweist und durch Niederschlag eines metallischen
sich das Anzeigegerät genau auf Null einstellen läßt. Films erhalten wird. Die Elektrode 68 nach den
Das Potentiometer 32 erlaubt es, das Anzeigegerät F i g. 1 bis 5 entspricht der Elektrode 27 nach F i g. 6.
] bei gefülltem Tank 18 auf den Skalenendwert einzu- Gemäß F i g. 2 ist an der Elektrode 68 ein kleiner
stellen. Ansatz 69 vorgesehen, an dem ein Draht 70 befestigt, ; Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 20 z. B. angelötet, ist. Der Ansatz 69 kann auch weggesind
alle Bauteile der Schaltung gemäß F i g. 6 mit lassen sein, und der Draht 70 kann unmittelbar an
; Ausnahme des in den Brennstofftank eintauchenden einer Ecke der Elektrode 68 angeschlossen werden.
Kondensators in einem gemeinsamen Gehäuse 40 Wie in F i g. 1 gezeigt ist, ist das freie Ende des Drah-
': untergebracht. Mit den strichpunktierten Umrissen tes 70 an eine Durchführung 71 angeschlossen, die in
im Bereich 41 sind die Komponenten der Brücken- 25 einem Isolator 72 sitzt, der an dem Lagerschild 55
schaltung angedeutet, die auf einer Isolierscheibe 42 angebracht ist. Vom anderen Ende der Durchführung
montiert sind. Die Einzelelemente des Servoverstär- 71 aus reicht eine Verbindung 73 zum Eingang des
kers sind in dem Raum 43 untergebracht und auf Servoverstärkers. Diese Verbindung entspricht der
einer Isolierplatte 44 befestigt. Der verstellbare Verbindung zwischen der Elektrode 27 und dem
Kondensator und der Servomotor sind im linken 30 Eingang des Verstärkers 23 in F i g. 6.
Teil der F i g. 1 im einzelnen in ausgezogenen Linien Die Elektrode 68 weist eine konkavzylindrische
wiedergegeben. Es sei angenommen, daß alle Bau- Oberfläche auf, die konzentrisch zur Außenfläche der
gruppen mit einem Strom von 400 Hz arbeiten. Ist Elektrode 65 liegt. Es ist mindestens eine weitere festdagegen
kein Wechselstrom zur Speisung der Brücke stehende Kondensatorelektrode 74 vorgesehen, die
verfügbar, wird, wie dargestellt, in dem Raum 47 ein 35 eine konvexzylindrische Oberfläche von begrenzter
Umformer vorgesehen. Dies kann beispielsweise bei Winkelausdehnung hat. Die Elektrode 74 liegt kon-Hubschraubern
der Fall sein. zentrisch zu und benachbart der Innenfläche der Der Servomotor ist als Wirbelstrommotor ausge- Elektrode 65; sie ist mit der Elektrode 68 radial ausbildet,
der eine leitende Wirbelstromscheibe 48 auf- gerichtet. Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, kann die
weist, die über eine Nabe 50 und eine Stellschraube 40 Elektrode 74 die Form eines Zylinderabscnnittes auf-51
mit einer Welle 49 verbunden ist. Um die Rei- weisen. Sk besteht vorzugsweise aus einem leichten
bungsverluste minimal zu halten, ist die Welle 49 in Werkstoff, z. B. Aluminium. Die Elektrode 74 ist mit-Lagern
52, 53 aus Polytetrafluoräthylen gelagert, die tels Kunststoffschrauben 75 unter Zwischenlage
in Lagerschildern 54 bzw. 55 sitzen. Die Lagerschil- eines isolierenden Abstandsstückes 76 an dem Lagerder
sind mittels Schrauben 56 und Muttern 57 in 45 schild 55 befestigt. Ein dünnes Kupferblech 77 ist
einem halbzylindrischen Gehäuseteil 58 befestigt. zwischen die Elektrode 74 und das Abstandsstück
Feldmagnete 59, 60, die ein Bezugfeld bzw. ein 76 gelegt, um einen elektrischen Anschluß für die
Signalfeld erzeugen, sind an den Lagerschildern so Elektrode 74 zu schaffen. Eine im wesentlichen
angebracht, daß sie nahe dem Außenrand der Wirbel- gleiche Elektrode 78 ist mittels Isolierschrauben 79,
Stromscheibe 48 sitzen. Die Halterung für den Feld- 50 80 am Lagerschild 54 angebracht (F i g. 4). Die
magneten 59 ist mittels Schrauben 61, 62 am Lager- Elektrode 78 ist gegen das Lagerschild 54 mittels
schild 54 befestigt. In gleicher Weise ist die Halterung eines isolierenden Abstandsstückes 81 isoliert,
des Feldmagneten 60 über Schrauben 63 (F i g. 1) und Zwischen die Elektrode 78 und das Abstandsstück 81
64 (F i g. 2) mit dem Lagerschild 55 verbunden. Der ist ein dünnes Kupferblech 82 gelegt, das dem glei-Feldmagnet
59 besitzt einen E-Schnittkern, während 55 chen Zweck dient wie das Blech 77. Anschlußdrähte
der Feldmagnet 60 einen C-Schnittkern aufweist. 83, 84 können an den Blechen 77, 82 angelötet sein,
Um die Reibung kleinstmöglich zu halten, ist die um die Elektroden 74 und 78 miteinander und mit
verstellbare Elektrode 65 des Abgleichkondensators dem Transformator der Brückenschaltung zu verbinder
Brückenschaltung mit der Welle 49 unmittelbar den. Die Elektroden 74, 78 entsprechen den Elekverbunden.
Die Elektrode 65 ist als Hohlzylinder 60 troden 28, 29 in F i g. 6. Die Unterteilung der Elekausgebildet,
der am Umfang der Wirbelstromscheibe troden 74, 78 ergibt sich also durch die Kombination
48 koaxial zu dieser befestigt ist. Wie am besten aus von Kondensator und Servomotor-Rotor.
F i g. 2 hervorgeht, nimmt die Axialabmessung der Um eine elektrische Verbindung mit der Elek-Elektrode
65 von einem an der Sprungstelle 66 lie- trode 65 des Kondensators herzustellen, ist eine
S genden Kleinstwert aus im Uhrzeigersinn kontinuier- 65 Spiral-Haarfeder 85 vorgesehen, deren inneres Ende
j lieh bis zu einem Höchstwert zu. Die Wirbelstrom- mit einer metallischen Buchse 86 leitend verbunden,
J scheibe 48 kann aus Aluminium- oder Kupferblech z. B. verlötet ist. Die Buchse 86 sitzt auf dem freien
j gefertigt sein. Die Elektrode 65 besteht Vorzugs- über das Lager 52 hinausstehenden Ende der Welleexists between input 22 and earth. The one with How best from FIG. 2, the display device 36 connected to the Gedem engine can be made of housing part 58 at one end with a layer 67 that it directly covers the amount of fuel insulating material. Specifies as special purpose. If the tank 18 is empty, the capacitor 17 has io moderately a thin plate has a minimum capacity for this purpose. The capacitor 26 is made of polyethylene terephthalate synthetic resin. : also has a predetermined minimum capacitance. On the insulating layer 67 there is one when the display device 38 shows zero or empty. With a fixed capacitor electrode 68, which is a cylinder of the potentiometer 21, the voltage applied to the capacitor drical surface of limited angular extent 17 can be adjusted so that it has 15 and the display device can be set to zero by depositing a metallic material. Films is obtained. The electrode 68 after the potentiometer 32 allows the display device F i g. 1 to 5 correspond to the electrode 27 according to FIG. 6. ] when the tank 18 is full, adjust to the full scale value. 2 is a small place on the electrode 68. Approach 69 is provided to which a wire 70 is attached; In the embodiment according to FIGS. 1 to 5 20 e.g. B. soldered is. The approach 69 can also remove all components of the circuit according to FIG. 6 can be left with, and the wire 70 can be connected directly to; Except for one corner of the electrode 68 that is immersed in the fuel tank. Capacitor in a common housing 40 As in F i g. 1, the free end of the wire ': is housed. With the dash-dotted outline tes 70 connected to a bushing 71, the components of the bridge 25 an insulator 72 sits in the area 41, the circuit indicated on the bearing plate 55, which is attached to an insulating disk 42. From the other end of the implementation are mounted. The individual elements of the servo amplifier 71 suffices a connection 73 to the input of the kers are housed in the room 43 and on the servo amplifier. This connection corresponds to that of an insulating plate 44 attached. The adjustable connection between the electrode 27 and the capacitor and the servo motor are in the left 30 input of the amplifier 23 in FIG. 6th
Part of FIG. 1 in detail in solid lines The electrode 68 has a concave-cylindrical shape. It is assumed that all building surfaces that work concentrically to the outer surface of the groups with a current of 400 Hz. If electrode 65 is lying. At least one further capacitor electrode 74, which is fixed but not alternating current, is provided for feeding the bridge; This can have, for example, at angular expansion. The electrode 74 is the case with con-helicopters. centrically to and adjacent to the inner surface of the The servomotor is designed as an eddy current motor- Electrode 65; it is formed radially with the electrode 68, which erects a conductive eddy current disk 48. As in particular F i g. 2 shows, which is connected to a shaft 49 via a hub 50 and an adjusting screw 40, electrode 74, in the shape of a cylinder section. About the travel agents. Sk preferably consists of a slight exercise losses to keep minimal, the shaft 49 is made of material such. B. aluminum. The electrode 74 is mounted with bearings 52, 53 made of polytetrafluoroethylene, which sit by means of plastic screws 75 with interposition in bearing plates 54 and 55, respectively. The end shields of an insulating spacer 76 on the bearing end are secured to shield 55 by bolts 56 and nuts 57. A thin copper sheet 77 is attached to a semi-cylindrical housing part 58. Between the electrode 74 and the spacer field magnets 59, 60, which place a reference field or a 76 in order to generate an electrical connection for the signal field, electrode 74 is to be created on the end shields. One is essentially attached so that it is seated near the outer edge of the vertebral-like electrode 78 by means of insulating screws 79, current disk 48. The bracket for the field 50 80 is attached to the bearing plate 54 (FIG. 4). The magnet 59 is attached to the bearing electrode 78 by means of screws 61, 62 and is fastened to the bearing plate 54 by means of plate 54. In the same way, the holder of an insulating spacer 81 is insulated, the field magnet 60 is connected to the end shield 55 via screws 63 (FIG. 1) and between the electrode 78 and the spacer 81 64 (FIG. 2). The is a thin copper sheet 82 placed, the sliding field magnet 59 has an E-cut core, while 55 chen purpose serves as the sheet 77. Connecting wires of the field magnet 60 has a C-cut core. 83, 84 can be soldered to the metal sheets 77, 82. In order to keep the friction as small as possible, the adjustable electrode 65 of the adjustment capacitor around the electrodes 74 and 78 is to be connected to the transformer of the bridge circuit directly to the bridge circuit with the shaft 49. The electrodes 74, 78 correspond to the electrical connections. The electrode 65 is a hollow cylinder 60 trodes 28, 29 in FIG. 6. The subdivision of the elec, the trodes 74, 78 on the circumference of the eddy current disc is thus obtained by the combination 48 is attached coaxially to this. How best from capacitor and servo motor rotor.
F i g. 2, takes the axial dimension of the Borrowed at the end of y up to a maximum value. The eddy current with a metallic socket 86 conductively connected, J disk 48 can be made of aluminum or copper sheet z. B. is soldered. The socket 86 sits on the free j be made. The electrode 65 is preferably an end of the shaft protruding beyond the bearing 52
7 87 8
49 (Fig. 4). Das äußere Ende der Haarfeder 85 ist Richtung des Pfeils 103 in Fig. 5, müssen Vorkehmit einem axial gerichteten Anschlag 87 am Ende rungen getroffen werden, um diese Drehung zu beeines starren Drahtes 88 angebracht, der mittels der grenzen, wenn die Wirbelstromscheibe 48 und die Schraube 62 am Lagerschild 54 befestigt ist (F i g. 4). Elektrode 65 die Stellung erreichen, in der sich die Da das Lagerschild 54 über die Metallschrauben 56 5 Sprungstelle 66 dem Rand 104 der Elektrode 68 mit dem Gehäuseteil 58 leitend verbunden ist, steht nähert. Diese Begrenzung kann durch geeignete Andie Elektrode 65 des Kondensators mit dem Gehäuse- Ordnung des Arms 98 des Bauteils 97 bewirkt werteil 58 über die Wirbelstromscheibe 48, die Welle 49, den. Wenn der Arm 98 die in F i g. 5 gestrichelt die Haarfeder 85, den Draht 88, die Schraube 62 und wiedergegebene Stellung erreicht, stößt er an dem das Lagerschild 54 in Verbindung. Das Gehäuseteil io Anschlag 87 an. Das andere Ende des Bewegungs-58 stellt die geerdete Seite der Schaltung dar, an bereichs wird durch Zusammenwirken des Arms 99 welche die Niederpotential- oder Bezugsklemme des mit dem Anschlag 87 begrenzt. Diese Stellung ist in Servoverstärkers angeschlossen ist. F i g. 5 in ausgezogenen Linien dargestellt. Der von49 (Figure 4). The outer end of the hairspring 85 is in the direction of arrow 103 in Fig. 5, must be avoided an axially directed stop 87 at the end stanchions are made to influence this rotation Rigid wire 88 attached, which limits by means of when the eddy current disk 48 and the Screw 62 is attached to the end shield 54 (Fig. 4). Electrode 65 reach the position in which the Since the end shield 54 over the metal screws 56 5 jump point 66 to the edge 104 of the electrode 68 is conductively connected to the housing part 58, is approaching. This limitation can be implemented by appropriate andie Electrode 65 of the capacitor with the housing order of the arm 98 of the component 97 has a positive effect 58 via the eddy current disk 48, the shaft 49, the. When the arm 98 is as shown in FIG. 5 dashed the hairspring 85, the wire 88, the screw 62 and reached position shown, he hits the the end shield 54 in connection. The housing part io stop 87 on. The other end of the Movement 58 represents the earthed side of the circuit, an area is created by the interaction of the arm 99 which limits the low potential or reference terminal of the with the stop 87. This position is in Servo amplifier is connected. F i g. 5 shown in solid lines. The from
Aus F i g. 1 geht hervor, daß die Buchse 86 an dem den Armen 98, 99 überstrichene Winkel ist in F i g. 5 Lager 52 anliegt, wodurch eine axiale Bewegung der 15 mit α bezeichnet. Dieser Winkel wird von Linien sich drehenden Bauteile nach rechts verhindert wird. begrenzt, die vom Zentrum der Welle 49 aus durch Um eine Bewegung der Welle 49 nach links auszu- den Punkt 105 am Arm 98 in dessen beiden Endstelschließen, ist ein mit einer Stellschraube 90 befestig- lungen gezogen werden. Der Punkt 105 bildet den ter Bund 89 vorgesehen, der an der anderen Seite Angriffspunkt am Anschlag 87 in der gestrichelten des Lagers 52 anliegt. An den Elektroden 78 und 74 zo Stellung des Bauteils 97.From Fig. 1 it can be seen that the bushing 86 is at the angle swept over by the arms 98, 99 in FIG. 5 Bearing 52 is applied, whereby an axial movement of the 15 is denoted by α. This angle is made up of lines rotating components to the right is prevented. limited from the center of the shaft 49 through In order to exclude a movement of the shaft 49 to the left, point 105 on the arm 98 in its two end positions, is a set screw 90 fastenings can be pulled. The point 105 forms the ter collar 89 is provided, the point of attack on the stop 87 in the dashed line on the other side of the bearing 52 is applied. At the electrodes 78 and 74, the position of the component 97.
sind zwei C-förmige Dauermagnete 91 bzw. 92 be- In Fig. 5 ist die Winkelausdehnung der Elektrodeare two C-shaped permanent magnets 91 and 92 respectively. In Fig. 5 the angular extent of the electrode
festigt, die eine geschwindigkeitsabhängige Dämp- 68 mit β bezeichnet. Wird der Winkel α so gewählt,strengthens, which denotes a speed-dependent damper 68 with β. If the angle α is chosen so,
fung der Wirbelstromscheibe48 des Motors bewirken. daß er gleich oder größer als der Winkel β ist, bewirkteffect of the eddy current disk48 of the motor. that it is equal to or greater than the angle β causes
Die Stärke dieser Magnete sowie ihr relativer Abstand die Begrenzung, daß die Sprungstelle 66 der Elek-The strength of these magnets as well as their relative distance limit the fact that the jump point 66 of the elec-
sind so gewählt, daß eine vergleichsweise hohe 25 trode 65 nie der Elektrode 68 gegenüber zu liegenare chosen so that a comparatively high electrode 65 never faces the electrode 68
Dämpfung erhalten wird. kommt. In der unteren Nullstellung des Zeigers liegtAttenuation is obtained. comes. In the lower zero position of the pointer lies
Ein Zeiger 93 ist mit Preßsitz auf das Ende der die Sprungstelle 66 der Elektrode 65 etwas links des
Welle 49 aufgeschoben. Eine Skalenscheibe 94 ist un- Randes 106 der Elektrode 68 (F i g. 5). In dieser Stelmittelbar
hinter dem Zeiger 93 vorgesehen und am lung liegt daher die maximale Fläche der Elektrode
Lagerschild 54 mittels Schrauben 95, 96 befestigt 30 65 zwischen der Elektrode 68 einerseits und den
(F i g. 3). Ein im wesentlichen Y-förmiges Bauteil 97 Elektroden 74, 78 andererseits. Daraus folgt, daß
aus steifem Draht ist an dem Ende der Welle 49 zwischen der Elektrode 68 und den Elektroden 74.
zwischen der Haarfeder 85 und dem Zeiger 93 ange- 78 eine minimale Kapazität vorhanden ist.
ordnet. Das Bauteil 97 besitzt drei radial gerichtete In der obigen Erläuterung ist der von den Elek-Arme
98, 99 und 100. Fig. 4 zeigt, daß der Arm 98 35 troden 74, 78 eingenommene Winkel zur Vereindas
eine Ende des Bauteils 97 bildet, während der fachung der Beschreibung zunächst unbeachtet ge-Arm
100 das andere Ende darstellt. Das innere Ende blieben. Es versteht sich jedoch, daß der Winkel β
des Arms 98 ist um die Welle 49 herumgebogen und die wirksame Fläche zwischen der Elektrode 68 einerverläuft
dann unter Bildung des Arms 99 radial nach seits und den Elektroden 74, 78 andererseits begrenzt
außen. Der zurückführende Schenkel des Arms 99 40 und daß er nicht mit der Ausdehnung der Elektrode
läuft neben der Welle 49 vorbei und reicht dann unter 68 zusammenfallen muß.A pointer 93 is pushed onto the end of the jump point 66 of the electrode 65 somewhat to the left of the shaft 49 with a press fit. A dial 94 is at the edge 106 of the electrode 68 (FIG. 5). Provided in this position directly behind the pointer 93 and on the development is therefore the maximum area of the electrode bearing plate 54 fastened by means of screws 95, 96 between the electrode 68 on the one hand and the (FIG. 3). A substantially Y-shaped component 97 electrodes 74, 78 on the other hand. It follows that there is stiff wire at the end of shaft 49 between electrode 68 and electrodes 74. Between hairspring 85 and pointer 93 there is minimal capacitance.
arranges. The component 97 has three radially directed angles in the above discussion is that of the elec-arms 98, 99 and 100. Fig. 4 shows that the arm 98 35 trode 74, 78 forms an angle to the union which forms one end of the component 97 while The subject of the description initially ignored-arm 100 represents the other end. The inner end remained. It goes without saying, however, that the angle β of the arm 98 is bent around the shaft 49 and the effective area between the electrode 68 on the one hand then extends radially to the side to form the arm 99 and the electrodes 74, 78 on the other hand limited to the outside. The return leg of the arm 99 40 and that it does not run with the expansion of the electrode past the shaft 49 and then reaches below 68 must coincide.
Bildung des Arms 100 nach unten. Aus F i g. 1 geht F i g. 3 zeigt, daß der Zeiger 93 so angeordnet ist,Formation of the arm 100 downwards. From Fig. 1 goes to F i g. 3 shows that the pointer 93 is arranged so
hervor, daß der Arm 100 derart abgekröpft ist, daß daß er sich bei Stromloswerden des Anzeigegerätesshows that the arm 100 is bent so that it is when the display device is de-energized
sein Ende dicht an der Skalenscheibe 94 liegt. F i g. 4 in eine unterhalb der Nullstellung befindliche Lageits end lies close to the dial 94. F i g. 4 in a position below the zero position
zeigt, daß das Ende des Arms 100 L-förmig ausgebil- 45 bewegt, in der das Signalelement 101 im Fenster 102shows that the end of the arm 100 moves in an L-shaped fashion, in which the signal element 101 in the window 102
det ist und ein Signalelement 101 trägt. Das Signal- erscheint. Die Nullstellung ist durch die Marke 107det and a signal element 101 carries. The signal appears. The zero position is through the mark 107
element 101 besteht beispielsweise aus Karton oder dargestellt.element 101 consists for example of cardboard or shown.
einem anderen zweckentsprechenden, vorzugsweise Nachdem sämtliche Einzelteile des Systems aufAnother appropriate, preferably After all the individual parts of the system on
farbigen Material. dem Gehäuseteil 58 befestigt sind, wird die Anord-colored material. the housing part 58 are attached, the arrangement
Die Haarfeder 85 ist sehr leicht ausgeführt, so daß 5° nung in ein rohrförmiges Gehäuse 108 eingeschoben,The hairspring 85 is made very light, so that 5 ° is inserted into a tubular housing 108,
sie das Arbeiten des Servomotors und des Abgleich- Das eine Ende des Gehäuses 108 ist durch einenThe one end of the housing 108 is through a
kondensators während des normalen Betriebes der Deckel 109 verschlossen, der ein Steckergehäuse 110capacitor closed during normal operation of the cover 109, which is a connector housing 110
Meßschaltimg nicht stört. Wird jedoch die Stromzu- trägt. Das andere Ende des Gehäuses 108 wird durchMeasurement switching does not interfere. However, the electricity will contribute. The other end of the housing 108 is through
fuhr zum Motor unterbrochen, so daß kein Antriebs- ein transparentes Fenster 111 abgeschlossen, das vondrove to the engine interrupted, so that no drive- a transparent window 111 closed off by
moment mehr ausgeübt wird, reicht die Kraft der 55 einem Klemmring 112 gehalten wird. Erforderlichen-moment more is exerted, the force of 55 a clamping ring 112 is sufficient. Required-
Haarfeder 85 aus, um die Welle 49 und den Zeiger 93 falls kann das Gehäuse 108 evakuiert und mit einemHair spring 85 out to the shaft 49 and the pointer 93 if the housing 108 can be evacuated and with a
in Richtung der Nullstellung der Skalenscheibe zu inerten Gas gefüllt werden.be filled to inert gas in the direction of the zero position of the dial.
drehen. Diese Drehung dauert an, bis der Arm 99 an Wenn sich alle beweglichen Teile im dynamischturn. This rotation continues until the arm 99 stops when all moving parts im dynamic
den axialen Anschlag 87 anstößt, an dem das Ende ausgeglichenen Zustand befinden, muß der Motor der Haarfeder befestigt ist. In dieser Stellung des 60 nur die Reibung und die geringe Rückstellkraft derthe axial stop 87 abuts, at which the end are balanced state, the motor must the hairspring is attached. In this position of the 60 only the friction and the low restoring force of the
Arms 99 erscheint das Signalelement 101 in einem Haarfeder 85 überwinden. Die Reibung ist ledig-Arms 99 appears to overcome the signal element 101 in a hairspring 85. The friction is nothing
Fenster 102 der Skalenscheibe 94, um anzuzeigen, Hch auf die Lager 52, 53 zurückzuführen. Dadurch,Window 102 of dial 94 to indicate Hch to be returned to bearings 52,53. Through this,
daß die Stromzufuhr zum Anzeigegerät unterbrochen daß diese aus Polytetrafluorethylen hergestellt sind,that the power supply to the display device is interrupted that these are made of polytetrafluoroethylene,
ist. ist sie auf ein Minimum beschränkt. Die sich drehen-is. it is kept to a minimum. That spin
Um für eine eindeutige Anzeige zu sorgen, muß 65 den Teile haben eine sehr geringe Trägheit. DaherIn order to provide a clear indication, the parts must have very little inertia. Therefore
sich die Kapazität des Abgleichkondensators für eine würde der Motor bei Fehlen der Dämpfungsmagnetethe capacity of the adjustment capacitor for one would be the motor in the absence of the damping magnets
gegebene Drehrichtung der Welle jeweils in der 91, 92 mit extrem hoher Geschwindigkeit arbeiten,given direction of rotation of the shaft in each case in the 91, 92 work at extremely high speed,
gleichen Richtung ändern. Dreht sich die Welle in wenn er an Spannung kommt. Es muß infolgedessensame direction change. The shaft turns in when it comes to tension. It must as a result
ein außerordentlich starkes Dämpfungsfeld erzeugt werden, um die Drehzahl auf einen praktisch brauchbaren Wert, z. B. etwa 30 U/min, zu vermindern. Diese Geschwindigkeit ist noch nicht so hoch, daß die dabei entwickelte kinetische Energie mehr als einen kleinen Überlauf bewirkt. Liegen zwischen dem Nullpunkt und dem Endpunkt der Skala 270°, benötigt der Zeiger zum Bestreichen der gesamten Skalenscheibe 1,5 Sekunden.an extremely strong damping field can be generated in order to reduce the speed to a practically usable one Value, e.g. B. about 30 rpm to reduce. This speed is not yet so high that the the kinetic energy developed in the process does more than cause a small overflow. Are between the zero point and the end point of the scale 270 °, the pointer needs to cover the entire dial 1.5 seconds.
Da die Dauermagnete 91, 92 keine Bremskraft erzeugen, wenn die Geschwindigkeit der Wirbelstromscheibe 48 gleich Null ist, ist der Motor gegenüber geringen Fehlersignalen hoch empfindlich. Es ist leicht möglich, das System überempfindlich und instabil zu machen, wenn die Dämpfungskraft nicht entsprechend hoch ist.Since the permanent magnets 91, 92 generate no braking force when the speed of the eddy current disc 48 is zero, the motor is highly sensitive to small error signals. It is easily possible to make the system over-sensitive and unstable if the damping force is not adequate is high.
Wenn sich das von der Haarfeder 85 entwickelte Moment für den normalen Betrieb der Vorrichtung als störend erweist, kann an den Motor eine Vorspannung angelegt werden, um diesem Moment entgegenzuwirken. Da diese Vorspannung bei Stromausfall ebenfalls verschwindet, stört sie die Funktion der Stromausfallanzeige durch das Signalelement 101 am Arm 100 nicht.If the moment developed by the hairspring 85 proves to be disruptive to the normal operation of the device, a bias voltage can be applied to the motor in order to counteract this moment. Since this bias voltage also disappears in the event of a power failure, it does not interfere with the function of the power failure display by the signal element 101 on the arm 100 .
Wie die obige Beschreibung zeigt, haben verschiedene Komponenten eine Mehrfachfunktion. Das Bauteil 97 dient sowohl als Begrenzungsorgan als auch Anzeigeelement. Die Haarfeder 85 sorgt für den elektrischen Anschluß der verstellbaren Kondensatorelektrode und erzeugt gleichzeitig eine Rückstellkraft für die Motorwelle, wenn der Motor entregt ist. As the above description shows, various components have multiple functions. The component 97 serves both as a delimitation element and as a display element. The hair spring 85 provides the electrical connection of the adjustable capacitor electrode and at the same time generates a restoring force for the motor shaft when the motor is de-energized.
Das Axialprcfil der Elektrode 65 des verstellbaren Abgleichkondensators kann verändert werden, um jede gewünschte Kennlinie der Schaltung zu erhalten. Allerdings muß sich die axiale Länge der Elektrode 65 ständig in der gleichen Richtung ändern, wenn man auf einer kontinuierlichen Bahn um die Elektrode herum von der Sprungstelle zurück zur Sprungstelle fortschreitet.The axial profile of the electrode 65 of the adjustable Adjustment capacitor can be modified to obtain any desired characteristic of the circuit. However, the axial length of the electrode 65 must constantly change in the same direction when one on a continuous path around the electrode from the jump site back to the jump site progresses.
Da die wirksame Kapazität zwischen der Elektrode 65 und den verschiedenen feststehenden Elektroden die verfügbare Kapazität des Kondensators nicht beeinflußt, hat eine Exzentrizität oder seitliche Verschiebung der Welle 49 keinen Einfluß auf die Kapazität zwischen den Elektroden 74, 78 einerseits und der Elektrode 68 andererseits. Wenn die axiale Länge der Elektrode 68 größer als der breiteste Teil der Elektrode 65 ist, hat ferner eine geringe axiale Bewegung der Elektrode 65 keinen Einfluß auf die Kapazität zwischen den feststehenden Elektroden.As the effective capacitance between electrode 65 and the various fixed electrodes does not affect the available capacitance of the capacitor, has an eccentricity or lateral displacement of the shaft 49 has no effect on the capacitance between the electrodes 74, 78 on the one hand and of the electrode 68 on the other hand. If the axial length of the electrode 68 is greater than the widest part of the Electrode 65 is, furthermore, a slight axial movement of the electrode 65 has no influence on the Capacity between the fixed electrodes.
Bei der erläuterten Ausführungsform ist die Elektrode 65 symmetrisch mit Bezug auf die Wirbelstromscheibe 48 angeordnet. Dies stellt jedoch kein Zwangsmerkmal der Erfindung dar.In the illustrated embodiment, the electrode 65 is symmetrical with respect to the eddy current disk 48 arranged. However, this is not a mandatory feature of the invention.
Bei einem Servoanzeigegerät ist der Abgleichkondensator zweckmäßig unmittelbar mit dem Motorrotor zusammengebaut. Bei anderen Anwendungsfällen kann die geerdete, verstellbare Elektrode des Abgleichkondensators aber auch als selbständige Anordnung ausgebildet sein, die mit einem Motor, einem Übersetzungsgetriebe, einem Lagewandler od. dgl. gekuppelt sein kann. Der Kondensator kann außerdem eine beliebige axiale Länge haben, um die erforderlichen absoluten Kapazitätswerte zu erhalten.In the case of a servo display device, the adjustment capacitor is expediently directly connected to the motor rotor assembled. In other applications, the grounded, adjustable electrode of the Adjusting capacitor can also be designed as an independent arrangement, which is equipped with a motor, a transmission gear, a position converter or the like. Can be coupled. The capacitor can also have any axial length in order to obtain the required absolute capacitance values.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
Claims (5)
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die verstellbare Elektrode des Abgleichkondensators als drehbarer Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen zur Drehachse koaxiale Mantelfläche eine sich stetig ändernde Axialabmessung hat, daß die feststehenden Elektroden eine konzentrisch zum Hohlzylinder liegende, zylindrische Oberfläche von begrenzter Winkelausdehnung haben und daß der Drehwinkel des Hohlzylinders derart auf einen Be-The invention is based on the object of creating a liquid level indicator which, with the same measurement accuracy, allows greater manufacturing tolerances of the balancing capacitor and, as a result, can be manufactured more simply and cheaply.
This object is achieved based on a device of the type mentioned according to the invention in that the adjustable electrode of the balancing capacitor is designed as a rotatable hollow cylinder whose outer surface coaxial to the axis of rotation has a constantly changing axial dimension, so that the stationary electrodes have a cylindrical, concentric to the hollow cylinder Have surface of limited angular extent and that the angle of rotation of the hollow cylinder is limited to a loading
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